Теплоотдача в контакте жидкости и газа

Учитывая малое время пребывания жидкости в зоне контакта с газом, аппараты типа-РПЗ можно рекомендовать только для проведения реакций, протекающих в диффузорной области. По сравнению с аппаратами типа РПС реактор с вихревым потоком имеет следующие преимущества увеличенную в два-три раза эффективность массообмена между газом и жидкостью увеличенный коэффициент теплоотдачи от закрученной жидкостной пленки к стенке трубы мень-шие минимально допустимые плотности оро- шения пониженные требования к чистоте внутренних поверхностей труб и к условиям смачиваемости. [c.16]

Теплообменники смешения. В этих аппаратах теплообмен происходит между газовой и жидкой фазами при отсутствии разделяющей их перегородки. Например, в скрубберах контакт между газом и жидкостью осуществляется таким образом жидкость стекает по насадке, газ проходит между элементами насадки (кольца Рашига, шарики, куски кокса, кварца, шамота, деревянные решетки, проволочные спирали, керамические фасонные детали и т. п.). На сильно развитой поверхности насадки происходит теплообмен между газом и жидкостью с одной стороны, путем теплоотдачи, как в поверхностных аппаратах с толщиной перегородки, сведенной до нуля, с другой стороны, путем одновременной диффузии массы, несущей свою энтальпию к поверхности. Направления массо- и теплопередачи могут быть одинаковыми (например, ст жидкости к газу), но могут быть также и противоположными. [c.506]

При отводе теплоты реакции за счет испарения части жидкости отпадает необходимость расчета коэффициента теплоотдачи между газом и жидкостью. Вследствие большой его величины, а также развитой поверхности контакта фаз предельное насыщение газа жидкостью достигается на небольшом расстоянии от барботера, и поэтому количество отводимой теплоты будет зависеть только от расхода газа V ., определяемого по уравнению (П.28). [c.27]

Мелкие частицы можно перерабатывать в кипящем (псевдоожиженном) слое, что реализовано в печах КС - кипящего слоя (рис. 5.25,6). Пылевидный колчедан подается через питатель в реактор. Окислитель (воздух) подается снизу через распределительную решетку со скоростью, достаточной для взвешивания твердых частиц. Их витание в слое предотвращает слипание и способствует хорошему контакту их с газом, выравнивает температурное поле по всему слою, обеспечивает подвижность твердого материала и его переток в выходной патрубок для вывода продукта из реактора. В таком слое подвижных частиц можно расположить теплообменные элементы. Коэффициент теплоотдачи от псевдоожиженного слоя сравним с коэффициентом теплоотдачи от кипящей жидкости, и тем самым обеспечены эффективные теплоотвод из зоны реакции, управление его температурным режимом и использование тепла реакции. Интенсивность гфоцесса повышается до 1000 кг/(м ч), а концентрация 802 в обжиговом газе - до 13-15%. Основной недостаток печей КС - повышенная запыленность обжигового газа из-за механической эрозии подвижных твердых частиц. Это требует более тщательной очистки газа от пыли - в циклоне и электрофильтре. Подсистема обжига колчедана представлена технологической схемой, показанной на рис. 5.26. [c.425]

Скорость фазового перехода из газообразного состояния в твердое. Эта скорость определяется интенсивностью отвода тепла из газовой фазы и из образующейся затем твердой фазы. При проведении сублимации без добавления в конденсатор холодного газа-носителя фактором, определяющим скорость процесса, является обычно коэффициент теплоотдачи от пара к поверхности конденсации. В этом случае величина общего коэффициента теплопередачи лежит в пределах 2,44—9,77 ккал м ч - град). Исключительно высокие скорости охлаждения могут быть получены при добавлении холодного газа-носителя непосредственно в пар или при дополнительном охлаждении потока пара путем прямого контакта с инертной жидкостью. [c.602]

Барботажные аппараты. В химической промышленности находят применение аппараты с диспергированием газа в жидкости на отдельные пузыри, чем обеспечивается значительная поверхность контакта фаз. Теплота экзотермической реакции между газом и жидкостью в таких аппаратах может отводиться из реакционной зоны с продуктами, с парами частично испаренной жидкости и теплоотдачей к стенке аппарата или к дополнительной теплообменной поверхности. При малых расходах газовой фазы основным видом теплообмена является теплопередача через стенку. [c.136]

Теоретические предпосылки и практические исследования показали, что процессы теплопередачи в пенных аппаратах происходят весьма интепсивпо. Внедрению пенных теплообменников в промышленность предшествовали исследовательские работы, которые велись в двух основных направлениях а) изучение совместно иротека-юш их процессов тепло- и массообмена при непосредственном контакте жидкости и газа в пенном слое и б) изучение процесса теплоотдачи от теплообменных элементов, погруженных в пенный слой. [c.88]

При контакте определенного кол-ва жидкости с полубес-конечным объемом или омывающим ее пов-сть потоком газовой среды и при т-ре жидкости, более высокой, чем т-ра газа (Г > > 1 ), возникает поток теплоты со стороны жидкости к пов-сти раздела фаз = бж бш> где б,-теплота И., кол-во теплоты, передаваемой от жидкости газовой среде. При этом жидкость охлаждается (т. наз. испарительное охлаждение). Если в результате такого охлаждения достигается равенство теплоотдача от жидкости к газу прекращается = 0) и вся теплота, подводимая со стороны жидкости к пов-сти раздела, затрачивается на И. (бж = б )- [c.275]

Турбулизация газожидкостной системы во взвешенном слое подвижной пены интенсифицирует массо- и теплообмен между газом и жидкостью за счет развитой поверхности контакта фаз и снижения диффузионных сопротивлений. Накипеобразование при теплоотдаче от пластинчатых поверхностей к газожидкостному слою учитьтается следующей зависимостью [c.274]

Находят применение аппараты с диспергированием газа внутрь жидкости в форме мелких пузырей, чем обеспечивается значительная поверхность контакта жидкой и газовой фаз. Интенсивность теплообмена мевду твердой поверхностью и газо-жидкостной смесью с бар-ботажем пузырей мало зависит от свойств газа и конструкции газораспределительного устройства. Существенное влияние на коэффициент теплоотдачи оказывает скорость барботируемого газа и свойства жидкой фазы. Термическое сопротивление процессу переноса теплоты сосредоточено в пристенном слое жидкости толщина такого слоя зависит от степени турбулизации основного двухфазного потока. Анализ, проводимый на основе полуэмпирической теории турбулентности, приводит к следующим аппроксимационным соотношениям для расчета коэфф1щиента теплоотдачи [35, 36] [c.249]

Проведение тепло- и массообменных процессов в тонком слое жидкости всегда связано с повышением их шггенсивности, малым временем пребывания жидкости в аппарате, низким сопротивлением по газовой фазе и хорошо развитой поверхностью контакта газа с жидкостью. Этими качествами во многом и определяется область применения пленочных аппаратов. Высокие значения коэффициентов теплоотдачи позволяют использовать пленочные аппараты в качестве выпарных аппаратов, работающих с низкими температурными напорами, т. е. применять их для создания батарей многокорпусной выпарки, или использовать дешевые теплоносители с низкими теплотехническими параметрами. Малое время пребывания жидкости в аппарате позволяет успешно применять их для концентрирования растворов термолабильных (быстро разлагающихся при повышенных температурах) веществ без потери качества продукта. Низкое сопротивление по газовой фазе позволяет с успехом применять пленочные аппараты для проведения массообменньгх процессов при низком давлении и высоком (более тысяч) объемном отношении расхода газовой фазы к жидкости. Пленочные аппараты применяются и для проведения химических превращений в системах газ— жидкость, когда реакция протекает быстро с выделением или поглощением большого количества теплоты. [c.535]

В случае газофазных реакций на твердых катализаторах реакторы с псевдоожиженным слоем имеют определенное преимущество перед реакторами периодического действия или трубчатыми реакторами непрерывного действия. Кроме преимущества, определяемого легкостью механического перемещения катализатора, высокий коэффициент теплопередачи от стенки к слою обеспечивает легкость теплопоглощения или теплоотдачи. Более того, вследствие движения твердых частиц весь газ находится в реакторе, по существу, при одной и той н е температуре, образуя с твердым телом непрерывную гомогенную фазу. Еще одно достоинство этого реактора заключается в том, что величина доступной внешней поверхности здесь больше, чем Б реакторе с неподвижным слоем, так что реакции, лимитирующиеся диффузией в порах, будут давать более высокие степени превращения в режиме псевдоожиженного слоя. В задачи данной книги не входит проведение обсуждения механики псевдоожижения, и мы дадим лишь ссылки на соответствующие работы и исследования, выполненные различными авторами 144—46]. Достаточно сказать, что при пропускании газа снизу вверх через слой твердого тела имеет место падение давления в этом слое, которое непрерывно усиливается но мере течения газа. В конце концов наступает момент, когда подъемная сила, действующая на твердые частицы, становится равной весу частиц. С увеличением скорости течения газа подъемная сила такя е возрастает и поток поднимает частицы, увеличивая нри этом объем зазоров между частицами в слое катализатора. Неподвижный слой продолжает в результате расширяться до тех пор, пока не достигнет состояния наиболее рыхлой упаковки. Любое дальнейшее увеличение скорости газа вызывает разделение частиц друг от друга, и они переходят в состояние свободного парения. Весь слой находится теперь в псевдоожиженном состоянии. Теперь уже любое увеличение потока газа не сопровождается соответствующим увеличением перепада давления, так как скорость потока газа при течении через зазоры между частицами уменьшается вследствие расширения слоя. Увеличение потока газа выше точки начала псевдоожижения вызывает увеличение объема пустот внутри слоя. В конце концов достигается точка, когда газ начинает прорываться через слой в виде пузырей. Псевдоожиженный слой становится тогда очень похожим на кипящую жидкость. Образующиеся пузырьки газа движутся вверх через твердые частицы, которые находятся теперь в состоянии непрерывного движения. В случае газофазных реакций, катализируемых твердыми катализаторами, для предсказания рабочих условий чрезвычайно важно знать распределение времени контакта газа по слою. [c.433]

Монография посвящена разработке теории и методов расчета гидродинамических и тепломассообменных процессов непосредственного контакта газов и паров с жидкостью содержит результаты аналитических и экспериментальных исследований основных гидродинамических характеристик диспергирования газов и паров в слой жидкости, на основе которых получены рекомендации, необходимые для проектирования газораспределительных устройств барботажных аппаратов. Представлены аналитические и экспериментальные исследования физических характеристик механизма кипения жидкостей и на этой основе предложена методика расчета интенсивности теплоотдачи при пузырьковом кипении различных однокомпонентных жидкостей в условиях свободной конвекции. Изложены вопросы термогидродинамики паровой фазы в объеме недогретой жидкости. Описаны аналитические и экспериментальные исследования процессов диспергирования паров и приведены интенсивности их конденсации в недогретой жидкости. Получены рекомендации для расчета ряда характеристик аппаратов различного технологического назначения, в которых имеет место непосредственный контакт паров с недогретой жидкостью. Рассмотрено влияние поля гравитации на основные характеристики процессов непосредственного контакта газ (пар) - жидкость и парообразования в условиях большого объема. Приведены примеры расчетов рассмотренных процессов. [c.29]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология